داستان سیارهای که تسلیم مرگ ستارهاش نشد و حتی جو خود را نیز حفظ کرد
زومیت: در یک کشف بی سابقه، اخترشناسان توانسته اند جوی را در اطراف سیاره ای غول پیکر که به دور یک کوتوله سفید می چرخد، رصد کنند.
کائنات استعداد عجیبی در به وقوع پیوستن رویدادهای نامحتمل دارد. در سال 2020، ستاره شناسان به کشف گیج کننده ای دست یافتند: یک سیاره غول پیکر گازی به نام WD 1856b که به دور هسته سوخته یک ستاره مرده شبیه خورشید می چرخد.
اکنون، در یک مطالعه جدید، محققان کشف شگفتانگیزتری را گزارش کردهاند: سیاره WD 1856b نه تنها به دور بقایای درخشان ستارهاش میچرخد، بلکه جوی هم دارد و هنوز گرم است. رایان مکدونالد، اخترفیزیکدان دانشگاه سنت اندروز و نویسنده اصلی این مطالعه، میگوید: «طیف نوری این سیاره شبیه هیچ سیاره فراخورشیدی دیگری بود که تا به حال دیدهایم. این باعث شد اعضای تیم ما گیج شوند.”
برای درک اینکه چرا سیاره WD 1856b تا این حد مرموز است، ابتدا باید ببینیم که خورشید ما چگونه خواهد مرد.
ستارگانی مانند خورشید جرم کافی برای انفجار در ابرنواخترهای باشکوه را ندارند. در عوض، آنها ابتدا گسترش می یابند و رنگ مایل به قرمزی به خود می گیرند و به غول های قرمز تبدیل می شوند. سپس لایه های بیرونی خود را از دست می دهند و در جسمی به نام کوتوله سفید فرو می ریزند. کوتوله سفید بقایای ستارهای است که با وجود کوچکتر بودن از ستاره اصلی، هنوز بخش زیادی از جرم خود را حفظ کرده است.
مرگ ستارگان خورشید مانند بیشتر شبیه خاموش شدن تدریجی یک شعله است تا یک انفجار عظیم. اما هرج و مرج ناشی از مرگ آنها هنوز برای سیاره های اطراف آنها فاجعه بار است. برخی از آنها در قلب ستاره در حال انبساط بلعیده می شوند و برخی دیگر با تضعیف گرانش ستاره به مدارهای دور رانده می شوند و حتی برخی به طور کامل از منظومه پرتاب می شوند. با این حال، WD 1856b به طور معجزه آسایی از مرگ ستاره خود جان سالم به در برد.
سیاره WD 1856b اولین جهانی است که به دور کوتوله سفید می چرخد و وجود جو آن نیز به طور قطعی تایید شده است. کشفی که چشم اندازهای جدیدی را در مورد سرنوشت منظومه های سیاره ای پس از مرگ ستاره میزبانشان باز می کند.
یک سال در WD 1856b تنها حدود 34 ساعت است. این فاصله بسیار کم از ستاره و داشتن چنین مدار فشرده این سوال را ایجاد می کند که اصلاً چگونه این سیاره به چنین موقعیتی رسیده است. آیا ممکن است زمانی که ستاره تبدیل به یک غول سرخ شد بلعیده شده باشد و پس از فروپاشی به بیرون پرتاب شود؟
کریستوفر اوکانر، استاد دانشگاه نورث وسترن و یکی از نویسندگان این مطالعه در بیانیه ای گفت: دو نظریه وجود دارد. یکی این که این سیاره با مرگ ستاره میزبانش بلعیده شد اما توانست در داخل آن زنده بماند. نظریه دیگری می گوید که مهاجرت سیاره به مجاورت ستاره به دلیل فشار گرانشی دیگر اجرام در منظومه رخ داده است.
جواب معما در گرمای سیاره نهفته بود. محققان با ترکیب اندازهگیریهای دمای سیاره، جرم آن و مدلهایی از چگونگی سرد شدن سیارات غولپیکر در طول زمان، تاریخچه حرارتی این سیاره را بهطور موثر بازسازی کردند.
طبق نظریه اول اوکانر، اگر این سیاره واقعاً در قلب غول سرخ زنده مانده بود، باید گرمای بسیار بیشتری نسبت به آنچه محققان مشاهده کردند حفظ می کرد. این نتیجه نشان می دهد که نظریه دوم احتمالاً درست است. یعنی سیاره بیش از یک میلیارد سال در فاصله امن تری از ستاره بوده و سپس به تدریج به سمت داخل مهاجرت کرده است.
مک دونالد گفت: “هر بار که سیاره از نزدیکی کوتوله سفید عبور می کند، مقداری از انرژی مداری خود را به گرما تبدیل می کند و در نتیجه دورترین نقطه مدار آن کمی به ستاره نزدیک می شود.” او اضافه می کند که اگر در اوج این فرآیند با دوربین مادون قرمز به آن نگاه کنید، حتی می توانید درخشش سیاره را ببینید.
مطالعه محققان همچنین پیامدهای جالبی برای آینده منظومه شمسی دارد. در حدود پنج میلیارد سال، خورشید همین مسیر را طی خواهد کرد. به این ترتیب ابتدا به یک غول قرمز تبدیل می شود و سپس به یک کوتوله سفید فرو می ریزد. تقریباً مطمئناً زمین از این روند جان سالم به در نخواهد برد. اما داستان غول های گازی منظومه شمسی متفاوت است.
مکدونالد می گوید: «مشتری هنوز زندگی بسیار طولانی در پیش دارد، حتی پس از اینکه بقیه هسته خورشید به زغال سنگ نیمه خاموش تبدیل شود.
زمین از فرآیند تبدیل خورشید به یک غول قرمز و سپس یک کوتوله سفید جان سالم به در نخواهد برد
مکدونالد در پایان میگوید: «علم سیارههای فراخورشیدی داستانی بیپایان از بازتعریف مرزهای ممکن است». فرقی نمی کند که طرفدار داستان های علمی تخیلی باشید، دانشمند یا حتی دانشجو. چه کسی نمی خواهد بداند وقتی خورشید بمیرد چه اتفاقی می افتد؟”
